工业工程下制造业数字化转型路径探索

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摘要：制造业对沈阳经济发展的至关重要，数值化转型是一个系统化，持续性的工作，需要企业有明确的数字化战略发展愿景，运用工业工程思维方法，系统分析沈阳制造业数字化转型的现状和问题，提出基于工业工程思想的制造业数字化转型路径，促进沈阳的制造业数字化转型。

关键词：制造业；工业工程；数字化转型；路径

当今社会的数字化时代业已悄然开启，大数据、物联网、云计算、5G等数字化应用技术逐步进入到制造业的各个关键环节，因此在制造业的开始了专业化、智能化、数字化、个性化产品，制造业的运营、服务等企业运作模式正在发生变革；以大量资本、密集人力投入的传统价值创造模式，必然会被创新型的、数字化的价值创造模式所取代。数字化是沈阳制造企业若要持续发展，必须以数字化转型作为发展的动力基础，将数字化转型升级路径研究作为解决沈阳制造企业转型的关键，为沈阳制造企业振兴发展提供持续动力。

一、制造企业数字化转型内涵

在数字经济时代，制造业企业要持续发展必然要进行数字化转型，制造企业数字化转型不仅是简单的信息化的升级，而是信息技术、数字技术、企业运营管理的全面融合与组织变革。因此，制造业的数字化转型是一个系统化、整体化、持续化的过程。数字化转型不是简单信息技术升级换代，而是以流程数字化转换、业务数字化升级为基础，以公司核心业务数字整合为中心，打破原有商业模式，建立一种高效，柔性的商业模式为目标的系统化转型。数字化转型实质是利用数字化技术，重构业务流程，创新数字支持能力以构建一个高效率、高柔性的数字化商业模式。简单数字化并不能给企业带来真正变化，也可能造成管理混乱。成功的制造业数字化转型显示了，必须依托工业工程思想进行系统化、全面化的流程改善和重构，重新以高效、高柔性为出发点重构企业业务流程、运作模式、员工能力，才能保证数字化转型的有效实施。数字化转型是云计算、大数据、物联网、区块链、人工智能等数字化技术综合运用，同时对企业商业模式进行创新，构建企业生态系统，实现企业业务转型、服务创新、利润增长，在竞争中持续保持优势地位。制造企业数字化转型具有以下特点：一是整体性，制造企业数字化转型，是依托新兴的计算机技术，如云计算、大数据、物联网、5G等；集合工业工程的作业、流程的改进与优化，进一步形成自动化、智能化，技术，全面提升工作效率、升级产品与服务的效果。因此，简单放弃原有组织惯例，或者直接引进全新组织模式，都不能成功，只有从整体利益出发，改善与变革，接纳与吸收，才能实现数字化技术与现有业务流程变革，促进企业发展。二是整合性，要实现数字化转型的首要工作是融合“数字鸿沟”，这需要制造企业自身提到，改善创新，提升内在能力。企业在传统经营过程中形成组织机构、资源运营、技术积累与数字化并不能直接、简单兼容。这个过程不是一蹴而就的，需要一个持续积累和改进的过程，不断用工业工程技术夯实企业改善基础，才能有效缩短与数字化之间的“鸿沟”，加速转型实现。三是环境限制性。制造企业的数字化转型不是单一的、个别的行为，而是受整个社会、市场、信息技术等综合大环境的影响。企业只有敏锐的察觉数字信息技术的快速发展，不断变革组织、技术，才能保证制造企业有持续的竞争力，从而适应市场环境的变化。因此社会环境和市场环境对制造企业的数字化转型具有强烈促进和限制作用，制造企业只有适应社会和市场环境的变化，抓住数字信息技术发展，进行数字化技术转型，才能得以生存与发展。

二、制造企业数字化转型的相关理论方法概述

1.企业转型

从管理学的角度，企业转型是一种变革，由于企业生态环境剧烈变化，竞争加剧，企业从整体发展战略，自身组织结构，技术能力进行变革，进一步引起企业战略层、管理层、执行层、技术层的系列化变革与重组。要想成功变革，工业工程的工具和方法，可以指导企业进行系统性、跨越性变革，从企业的组织、资源、信息、技术、流程、文化、人员等方面进行变革。在每一次的工业发展和变革时候，率先变革成功的企业，在行业内都会持续保持竞争优势。判断什么转型模式是最佳的，采取什么转型路径的是最优，是企业不可逃避的选择。没有一种模式和路径是一成不变的，必须从企业技术、资源、产品、人员、服务和环境要素出发，作出分析和选择。转型路径是企业转型发展和变革的指导，涉及企业组织管理、技术能力、人员素质等多方面因素。是实现。制造业转型模式是指一定历史条件下，制造企业根据国家的经济、产业政策而形成的不同企业发展方式。产业结构、经济运行机制、方式等要素都会对转型模式产生影响。就单独一个企业而言，转型会涉及企业体质、运营组织、管理形式和技术资源等方面的全方位转换或者变革，既有宏观层面，也有微观层面的变革。

2.价值链理论

美国哈佛商学院迈克尔·波特教授提出来价值链理论，企业有许多不同的活动，而这些活动又有密切联系，通过这些活动形成一个完整价值的过程，这就是价值链。许多相互关联企业也同样构成一个企业的价值链，通过增值的业务活动将企业与企业之间紧密的联系在一起。价值链的增值活动既涉及企业内部系统，也涉及企业与企业之间的外部系统，针对于产品和服务，企业之间形成完整价值增值价值链系统，企业相互作用相互成长。将工业工程技术与价值链分析技术组合起来，对企业进行系统改进，从企业运营管理入手，对企业输入、输出所有活动进行组合分析，分析每一个业务活动对产品和服务是否增值，消除不增值活动，优化增值活动，从而提升企业的竞争地位。工业工程技术可以很好帮助企业分析、改善与整合自身的资源、技术和能力，从整体的角度，全面分析企业业务活动，从信息流、资金流、物流、人流多维度进行分析与优化，从整体出发消除不增值活动，将核心能力关注在增值活动中，增强企业的优势地位，实现企业中长期发展战略目标。价值链与数字信息紧密结合，可以高效、高质量、低成本地把制造企业中的价值链中的运营活动通过数字化技术实现，将制造企业数字化能力转化为生产力。

3.融合创新

融合创新，依托工业工程思维理念，将工业技术、数字技术在企业的管理、技术、产品、服务等领域创新交融，形成创新的运营模式。企业可以宏观、中观、微观三个层面理解和实施融合创新，在每个层面都有不同表现形式和内涵。第一，国家政策导向、税收支持策略是属于宏观层面指引。第二，中观层次则是通过产业、行业结构升级换代，企业间的相互影响和作用，推进企业进行融合创新。第三，微观层面，是企业自身寻求持续成长和发展，自主应用数字技术变革传统制造模式，融合创新，实现企业的跨越式发展的目标。基于融合创新，会涌现出很多的新业态、新模式，如大规模个性化定制、生产性服务、网络化协同、共享经济、云制造等。融合创新管理体系一套完整管理创新机制，包含融合创新建立、实施、保持和改进的全过程。它是实现融合创新目标的专业化、系统化、标准化的技术工具和手段。运用融合创新，企业可以根据自身战略和需求识别定义增值活动和流程，运用数字化转型来完善企业战略目标。

4.数字化

伴随竞争白热化、需求的不确定，结构调整的压力，制造企业都希望从困境中脱颖而出，希望通过有效的技术和方法，提升价值链的增值效果，持续降低企业生产成本，数值化转型在此时成为企业开拓的新技术和新工具，它激发企业的研发、设计、制造能力，激发市场需求。数字化转型成为制造企业结构调整和转型升级的唯一根本途径。与传统企业相比，数字化转型企业不论在内部效率、价值增值、运营模式，还是在外部竞争优势上都存在根本性差异。数字化运营模式已经悄然成为企业低成本、高效益、高柔性的运营模式。在数字化助力下，企业正变得更敏捷、更高效。成为企业持续发展的根本动力源泉。

三、基于工业工程的制造企业数字化转型的方法

1.工业工程的思想

工业工程的思想是：针对生产资源、资金、设施与能源、信息与人员形成组织或部门，从整体出发进行规划、设计、改善、实施、评价的学科，运用社会科学、基础科学、工程技术、管理工程技术和方法，对组织或部门未来发展目标以及成果做出评价与分析。工业工程的本质是实现系统的整体合理化、规范化、高效化和高质量。目标是追求生产系统的最佳整体效率。其本质特点具体体现在以下几个方面：（1）IE的核心是低成本、高质量、高生产率。（2）IE是工程技术与管理技术的综合集成应用，提高生产率是第一目标，因此从研发、制造技术、工具和流程都需要进行持续改善，同时要提高管理水平和服务水平。（3）工业工程关注人的因素。在生产体系中，人是最活跃、最不确定的因素。（4）工业工程面向细节管理，其主要目标是为了增加节俭，降低成本。（5）工业工程是一门优化系统整体的技术。工业工程优化是整个系统的优化。它不仅是一个生产要素的优化或局部对象，它是整个系统的最终追求。

2.制造业数字化转型面临的问题

（1）运营管理。随着互联网、特别是工业互联网的高速发展，先进材料、先进制造、人工智能、机器人等技术的突破，共享与高效利用有限制造资源迫在眉睫，制造企业的生态环境发生了巨大变化，需要有新的商业模式与先进的制造模式配套，以便满足现代生产力发展的需求。围绕经济可持续增长的目标，制造企业未来的商业模式是一个值得深入研究与实践的重要课题。（2）组织变革。未来的企业组织将是“无边界”的组织，即组织的每一种边界——垂直边界（层级壁垒）、水平边界（内部壁垒）、外部边界（外部壁垒）、地理边界（文化壁垒）都将被打破，或至少具有适当的渗透性和灵活性，以便创意、信息和资源能够自由地流上流下、流进流出、穿越组织。如何构建、管理这样组织，制造企业如何应对这种需求，是摆在我们面前的又一个问题。（3）价值增值。用户、供应商、经销商都可以与制造企业紧密联系在一起，形成跨地域、全球化的动态企业联盟。从价值链视角来看，研发、设计、生产等多个环节都出现了一种突破企业边界、展开社会化协作的大趋势。产业价值链已经不是简单的线性链条，已形成错综复杂的价值网络。未来的价值创造已从价值链转向价值网络，并通过制造资源的循环利用，实现价值循环。（4）先进制造系统/技术。随着工业互联网架构技术的发展，未来的先进制造系统的体系架构并不是一成不变的。一方面，它是开放的，可随企业需求变化动态重构；另一方面，利用通用化、模块化开发，可根据制造企业内外部环境、市场需求的变化，对构建在基础设施之上的APP群组进行适应性调整，即制造企业可根据需求配置定制白己的制造系统，并进一步根据任务进展及时进行柔性、优化组合。新型体系架构的研究开发，工业过程机理建模与工业APP的开发是未来制造系统构建的基础。（5）系统安全。受信息安全与保密的约束，工业互联网的复杂程度与安全等级远远超过消费互联网。工业互联网接入大量智能设备、智能算法软件，作为复杂的适应系统，本身必然存在系统内部脆弱性的“内忧”和外部黑客攻击的“外患”。在研究、开发防御外部黑客入侵的技术、产品同时，大力开展脆弱性等级分类、脆弱性识别、脆弱性评价、脆弱性防护、灾难应急响应等技术的研究，为军工制造业数字化转型、核心能力提升、利润增厚等保驾护航。

3.基于工业工程思想的数字化转型的实施路径

（1）确定数字化转型愿景。企业希望通过数字化转型在未来把企业推到什么样的高度和发展方向，愿景就是设定企业通过成功的数字化转型，希望达到的未来状态。有强烈愿景，这是企业发展的动力之源。（2）支持愿景的核心使命。有强烈的愿景，也需要具备实现愿景的能力，只有有效构建这个企业能力，才能支持数字化愿景，实现企业通过数字化转型，为企业带来的核心价值。（3）需要实现的核心目标。在愿景和实现能力的机场上，运用工业工程的分析方法，进一步将愿景目标分解细化，分解为企业带来核心价值的可实现的具体目标，作为数字化转型成功的衡量指标，这些目标中包括：可量化的短期商业价值目标，可量化的长期商业价值目标，不可直接量化的面向未来的战略价值目标。（4）实现目标的核心场景。针对具体目标，进一步分解完成这些核心衡量指标对应的最关键业务场景，如在线数字化设计、在线数字化营销、数字化工业产品与服务等，通过实现这些关键场景，来支撑核心目标实现。（5）实现场景需要的核心能力。针对核心场景，需要进一步分解实现这些核心业务场景的核心数字化能力，运用工业工程技术重新整合业务流程，依托流程重组，利用数字化转型，综合这些能力来实现对上述业务场景的价值实现。（6）建立核心能力的战略专项。未来持续保障核心能力持续发挥作用，需要从战略层次上加一重视。因此，需要进一步分解实现这些核心数字化能力需要，落地的对应关键数字化战略项目，通过这些战略项目的建设和持续运营，来支持关键能力的落地和运营，持续产生价值。（7）建设遵循的核心原则和需要的基本支撑体系。以价值持续增加为导向，企业必须系统整合，将各战略专项方案设计和建设需要遵循的核心原则，实现数字化转型目标集成，建立实现需要的整体基础性支撑体系。

四、结论

沈阳制造企业要进行数字化转型，必然受到企业内外部环境、技术、知识、资金、信息、人员、文化等多方面、软硬件因素影响，涉及人、组织、管理、技术、知识、环境等多个影响因素，是庞大、复杂的系统工程项目，各影响因素既紧密关联，又相互作用，相互影响，仅仅简单变革并不能保证数值化转型的顺利实施，必须从全局角度出发，针对大型复杂系统的不确定性，运用工业工程思想可以帮助企业从根本上解决问题。企业只有具有强烈的愿景，清晰目标，工业工程思维与技术，敏捷管理与技术变革，融合数字化技术，企业才能实现转型目标，并不断发展和创新。沈阳制造业数字化转型，首先，企业要不断提升企业愿景，从战略上出发，整体角度考虑；其次，需要长期投入、持续改善创新，聚焦价值链增值；最后，在实施过程中要不断协调与改进，以高效、敏捷为目标，持续优化数字化转型整体解决方案，保证沈阳制造业数字化转型的顺利实现。

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作者:马彤兵 单位:沈阳工程学院经管学院